长节段框构混凝土裂缝控制技术

王卫香 （中铁四局城市轨道交通工程分公司，安徽 合肥 230022）

1 工程概况

昆安高速公路小河边下穿隧道与既有成昆线交叉通过，全线位于直线地段，与既有成昆铁路交角α=21°，下穿长度为290.54m。框架长10m～17.5m,墙身高度9.5m；中墙宽1.3m,边墙宽1.5m；顶板宽36.5m,厚1.3m。使用塌落度140mm～180mm的C40抗渗混凝土，混凝土抗渗等级为P12,框架共需抗渗混凝土45000×104m3。

由于每节框架长10m～17.5m，混凝土的方量为2000m3左右，为长节段框构大体积混凝土施工。混凝土的浇筑工艺，温度应力和混凝土收缩是导致裂缝产生的主要原因。因此，在施工中采取相应的措施避免裂缝的产生尤为重要。

2 裂缝控制技术措施

2.1 设计方面的防裂措施

业主根据我方的意见，在框架墙身两侧布设10mm×10mm×6mm的冷拔钢筋网片，以提高混凝土的表面抗裂能力。钢筋网片绑扎在墙身主筋外侧。

2.2 材料和配合比方面的控制措施

2.2.1 原材料的选定

①水泥。根据本地资源，采用昆明水泥厂生产的42.5项普通硅酸盐水泥，7d水化热不高于275kJ/kg。此种水泥C3A、R2O含量低，对降低混凝土的水化热、降低水灰比、减少水泥用量有利。

图1

图2 混凝土浇筑示意图

图3 分层浇筑详图（单位：mm）

图4

图5

图5

表1

②骨料。细骨料选用水洗砂和山砂比例为70%、30%，为中砂，细度模数为2.7～2.8,砂含泥量为1.9%。粗骨料为昌融石料厂生产，粒径为5mm～26.5mm连续级配，针片状含量在3.8%，含泥量为0.3%。

③掺和料。加入大兴云龙粉煤灰厂的Ⅱ级粉煤灰和矿渣粉，既减少了水泥的用量又改善了混凝土的和易性。

④外加剂。选用SW防水剂以提高混凝土的抗渗性能。

2.2.2 配合比的确定

确定配合比原则如下：

①按耐久性→强度→降低水化温升和体积稳定性→工作性能的优先顺序确定最终的配合比；

②掺加粉煤灰和矿渣粉，以最大限度的降低水泥用量；

③控制水胶比在0.42以内，塌落度140mm～180mm。

按照上述原则，经过反复试配和大量试验，确定框架C40 P12混凝土配合比，见表1。

3 施工方面的技术措施

3.1 采用合理浇筑方案和浇筑方法

每节框架分三次浇筑；框架底板至倒角为第一次浇筑，倒角上5m墙身为第二次浇筑；剩余墙身及顶板为第三次浇筑（见图2）。浇筑速度不得过快。施工缝处在浇筑下一次混凝土前，应将接茬处剔凿干净，浇水湿润，保证施工缝处结合良好。

1.5 m基础底板按500mm厚分三层浇筑到顶，斜面每层浇筑厚度不超过500mm。保证上层混凝土覆盖已浇混凝土的时间不得超过混凝土初凝时间。

3.2 科学合理的施工部署，保证混凝土浇筑的连续性

采用泵送混凝土施工技术。在框架两侧布置2台混凝土泵车，并准备1台备用泵。底板、顶板采用从中间向两侧同时浇筑。现场运输道路做到畅通平坦，设专人加强现场指挥和调度，避免拥挤堵塞造成混凝土供应不连续。

3.3 混凝土浇筑前的检查要点

混凝土浇筑前对模板和钢筋做一次全面检查，检查内容包括：模板的截面尺寸、垂直度和平整度是否符合设计要求；模板的拼接缝是否严密；脚手架是否有足够的刚度和稳定性；水平施工缝（企口缝止水带）处是否有残渣浮沉存在；上口保护层垫块是否加密。

3.4 养护措施

养护是混凝土裂缝控制非常重要的环节，混凝土浇筑后如不及时养护，混凝土中水分过早的蒸发会产生较大的收缩变形，出现干缩裂缝。本工程对养护相当重视，安排专人负责，对其进行技术交底，保证养护措施的落实。

3.4.1 底板、顶板养护

底板、顶板混凝土采用不透水塑料薄膜、麻袋、草帘子、黑塑料布4层覆盖。不透水塑料薄膜起保湿作用，麻袋、草帘子、黑塑料布起保温作用，这样就做到了保湿和控温养护。养护时间20d，养护期间严格做到了控制其内外温差小于25℃，混凝土降温速率小于1.5℃/d及表面温度与大气温度之差小于25℃，从而有效避免出现有害裂缝。

3.4.2 墙身养护

墙身混凝土浇筑完12h后开始，至顶板混凝土强度达到100%后一起拆模为止。在次期间专门派2名工人负责对墙身两侧木模浇水养护，使内外模板始终处于湿润状态。使模板对墙身混凝土始终处于“夹紧”状态。利用模板对混凝土的摩阻力，抵消混凝土的收缩应力，以达到减少和控制墙身混凝土竖向裂缝的目的。

4 混凝土温度监测情况

4.1 测温仪器

采用建筑电子测温仪系列产品。

4.2 埋设探头

底板距混凝土表面75cm,顶板距混凝土表面65cm处。每室沿中心线对称埋设温度探头（见图5）。

4.3 测温时间

①混凝土浇筑完成后，第1d～4d每2h测温一次。

②第5d～10d每4h测温一次。

③测温数据管理，根据实测数据绘制温度－时间曲线（见图5）。

从温度监测结果可以看出，混凝土在浇筑完后的12h内温度上升较快，在72h后混凝土温度达到峰值。混凝土降温过程平稳，内外温差小于25℃，均在温控要求数值内，且没有产生较大的温度梯度。由此可见，采用覆盖4层混凝土养护措施，达到了良好的效果。

5 结 语

①在框架墙身两侧布设防裂钢筋网片，有效地防止混凝土裂缝地产生。

②在原材料方面，采用中低热硅酸盐水泥，选用连续级配的骨料。

③配合比方面，降低水泥用量，掺加粉煤灰和矿粉。

④施工中分三次进行浇筑，保证浇筑的连续性。

⑤混凝土浇筑完地30d内，严格地保湿养护和温度监控措施。

经过上述设计、配合比及施工等方面采取一系列控制混凝土裂缝的综合措施，经检查，混凝土表面和侧面均未发现可见的干缩裂缝和温度应力裂缝，保证了框架的整体性，达到了预期的要求，为以后长节段框构大体积混凝土的施工积累了经验。